試驗(yàn)一電阻應(yīng)變片傳感器特性試驗(yàn)

10試驗(yàn)一、二電阻應(yīng)變片傳感器特性試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂電橋工作原理和性能。比較半橋，全橋測(cè)量電路與單臂電橋的不同性能、了解各自的特點(diǎn)。二、根本原理：敏感元件—金屬箔在外力作用下，其電阻值會(huì)發(fā)生變化。即金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。依據(jù)推導(dǎo)可以得出：Rl

l lR

2ll〕kl l0〔〕0稱金屬電阻的靈敏系數(shù)，從式3〕0受兩個(gè)因素影響，一個(gè)是1+是材料的幾何尺寸變化引起的，另一個(gè)是，是材料的電阻率隨應(yīng)變引起的〔。對(duì)于金屬材料0〔〕而言，以前者為主，則k012，對(duì)半導(dǎo)體，k0值主要是由電阻率相對(duì)變化所打算。試驗(yàn)也說(shuō)明，在金屬絲拉伸k0=2左右。用應(yīng)變片測(cè)量受力時(shí)，將應(yīng)變片粘貼于被測(cè)對(duì)象外表上。在外力作用下，被測(cè)對(duì)象外表產(chǎn)生微小機(jī)械變形時(shí)，應(yīng)變片敏感柵也伴同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化。通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流的變化，依據(jù)〔3〕式，可以得到被測(cè)對(duì)象的應(yīng)變值ε，而依據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系E 〔4〕式中ζ——測(cè)試的應(yīng)力；E——材料彈性模量?？梢詼y(cè)得應(yīng)力值ζ。通過(guò)彈性敏感元件，將位移、力、力矩、加速度、壓力等物理量轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，因此可以用膜應(yīng)變片。單臂電橋：即應(yīng)變片電阻接入電橋的一臂，測(cè)出其電阻變化值，構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔，但是靈敏度較差；把不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻UO2＝EGε／2E為電橋供電電壓。全橋：測(cè)量電路中，將受力性質(zhì)一樣的兩個(gè)應(yīng)變片接入電橋?qū)?，?dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4U0＝KEε差和溫度誤差均得到明顯改善三、需用器件與單元：應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０濉㈨来a、數(shù)顯表、±15V電源、±5V電源、萬(wàn)用表。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟：1、應(yīng)變片的安裝位置如圖〔1－1〕所示，應(yīng)變式傳感器已裝到應(yīng)變傳感器模塊上。傳感器中各應(yīng)變片已接入R1、R2、R3、R4?？捎萌f(wàn)用表進(jìn)展測(cè)量，R1=R2=R3=R4=350Ω。R1 R2R4 R3圖1－1 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖 圖1-2應(yīng)變式傳感器單臂電橋試驗(yàn)接線圖215〔從主控箱引入，檢查無(wú)誤后，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，順時(shí)針調(diào)整Rw2使之大致位于中間位置，再進(jìn)展差動(dòng)放大器調(diào)零，方法為：將差放的正、負(fù)輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上數(shù)顯ViRw〔2V檔〔Rw2〕31-2將應(yīng)變式傳感器的其中一個(gè)應(yīng)變片R1〔即模板左上方的R1〕接入電橋作為一個(gè)橋臂與R5、R6、R7接成直流電橋〔R5R6R7模塊內(nèi)已接好Rw5V5V地與±15V地短接〔由于不共地〕1-2所示。檢查接線無(wú)誤后，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)。調(diào)整Rw1，使數(shù)顯表顯示為零。200g砝碼1-1，關(guān)閉電源。1－1單臂電橋輸出電壓與所加負(fù)載重量值重量重量(g)電壓(mv)依據(jù)表1－1SU/W〔UW重量變化量〕和非線性誤差δf1=Δm/yFS×100％式中m〔屢次測(cè)量時(shí)為平均值〕yFS滿量程輸出平均值,此200g.1-3接線。R1、R2為試驗(yàn)?zāi)０遄笊戏降膽?yīng)變片，留意R2R1受力狀態(tài)相反，馬上傳感器中兩片受力±5VRw1進(jìn)展4、52-1，計(jì)算靈敏度S2U/W，非線性誤差f2。假設(shè)試驗(yàn)時(shí)顯示數(shù)值不變化說(shuō)明R1與R2兩應(yīng)變片受力狀態(tài)一樣。則應(yīng)更換應(yīng)變片。圖1-3 應(yīng)變式傳感器半橋試驗(yàn)接線圖 圖1-4 感器全橋試驗(yàn)接線圖表1-3；進(jìn)展靈敏度和非線性誤差計(jì)算。五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：11kg的物體，否則簡(jiǎn)潔損壞傳感器。2、電橋的電壓為±5V，絕不行錯(cuò)接成±15V，否則可能燒毀應(yīng)變片。六、思考題：受拉〕應(yīng)變片〔2〕負(fù)〔受壓〕應(yīng)變片〔3〕正、負(fù)應(yīng)變片均可以。2〔1〕對(duì)邊〔2〕鄰邊。3〔差動(dòng)電橋〕測(cè)量時(shí)存在非線性誤差，是由于〔1〕電橋測(cè)量原理上存在非線性2〕應(yīng)是非線性的〔3〕調(diào)零值不是真正為零。4．全橋測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊〔R1、R3為對(duì)邊〕R一樣時(shí)，即R1＝R3，R2＝R4R1≠R2時(shí)，是否可以〔1〕可以〔2〕不行以。5否需要外加電阻。七、試驗(yàn)報(bào)告要求：

圖1-4 應(yīng)變式傳感器受拉時(shí)傳感器周面開(kāi)放圖1、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制出單臂電橋時(shí)傳感器的特性曲線。2、從理論上分析產(chǎn)生非線性誤差的緣由。依據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)繪制出半橋和全橋時(shí)傳感器的特性曲線比較單臂、半橋、全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線性度，并從理論上加以分析比較，得出相應(yīng)的結(jié)論。試驗(yàn)三電容式傳感器的位移特性試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鳂?gòu)造及其特點(diǎn)。一、根本原理：利用平板電容C＝εS／d和其它構(gòu)造的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的構(gòu)造和測(cè)量電路可以選擇ε、S、d中三個(gè)參數(shù)中，保持兩個(gè)參數(shù)不變，而只轉(zhuǎn)變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物枯燥度〔ε變〕測(cè)微小位移〔d〕和測(cè)量液位〔變S〕等多種電容傳感器。變面積型電容傳感器中，平板構(gòu)造對(duì)極距特別敏感，測(cè)量精度受到影〔會(huì)引起極板間的電場(chǎng)分布不均，導(dǎo)致非線性問(wèn)題照舊存在，且靈敏度下降，但比變極距型好得多〕成為實(shí)際C在無(wú)視邊緣效應(yīng)時(shí)為：2Clnr2r1式中l(wèi)——外圓筒與內(nèi)圓柱掩蓋局部的長(zhǎng)度；

〔1〕——外圓筒內(nèi)半徑和內(nèi)圓柱外半徑。2 1lllnr2lllnr2r2l 2l l

lnr2r1

1

Clnr 0l2r1

〔2〕于是，可得其靜態(tài)靈敏度為：lnr2rlnr2rC lnr2rlnr2rkgl

1

1

lnr 2r1可見(jiàn)靈敏度與r 有關(guān)，r與r越接近，靈敏度越高，雖然內(nèi)外極筒原始掩蓋長(zhǎng)度l與靈敏度無(wú)關(guān)，但l不行太小，2r 2 11極距變化對(duì)測(cè)量精度的影響，并且可以減小非線性誤差和增加傳感器的靈敏度。二、需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器試驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源。三、試驗(yàn)步驟：1、將電容式傳感器裝于電容傳感器試驗(yàn)?zāi)０迳?，將傳感器引線插頭插入試驗(yàn)?zāi)０宓牟遄小?Vo1與數(shù)顯單元Vi相接〔插入主控箱Vi孔〕Rw調(diào)整到中間位置。X(mm)V(mv)3、接入±15V電源，旋動(dòng)測(cè)微頭轉(zhuǎn)變電容傳感器動(dòng)極板的位置，每隔0.2mm登記位移X與輸出電壓值，填入表3-1。 表3－1X(mm)V(mv)43-1數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差f。五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：12、做試驗(yàn)時(shí)，不要接觸傳感器，否則將會(huì)使線性變差。3-1電容傳感器位移試驗(yàn)接線圖六、思考題：1、簡(jiǎn)述什么是傳感器的邊緣效應(yīng)，它會(huì)對(duì)傳感器的性能帶來(lái)哪些不利影響。2、電容式傳感器和電感式傳感器相比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？七、試驗(yàn)報(bào)告要求：1、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)所得得試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出傳感器的特性曲線，并利用最小二乘法做出擬合直線，計(jì)算該傳感器得非線性誤差。2、依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分析引起這些非線性得緣由，并說(shuō)明怎樣提高傳感器得線性度。試驗(yàn)四差動(dòng)變壓器式傳感器試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器式傳感器的原理和構(gòu)造〔這里是三段式；了解差動(dòng)變壓零點(diǎn)剩余電壓組成及其補(bǔ)償方法；〔選做。二、根本原理：三段式構(gòu)造。當(dāng)傳感器隨著被測(cè)體移動(dòng)時(shí)，由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級(jí)線圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生變化，一只次級(jí)感應(yīng)電勢(shì)增加，另一只感應(yīng)電勢(shì)則削減，將兩只次級(jí)反向串接，即同名端接在一起，就引出差動(dòng)輸出，其輸出電勢(shì)則反映出被測(cè)體的位移量。零點(diǎn)剩余電壓：由于傳感器阻抗是一個(gè)復(fù)數(shù)阻抗，有感抗也有阻抗，為了到達(dá)電橋平衡，就要求線圈的電阻R相等，兩線圈的電感L相等。實(shí)際上，這種狀況是難以準(zhǔn)確到達(dá)的，就是說(shuō)不易到達(dá)電橋確實(shí)定平衡。在零點(diǎn)有一個(gè)最小的輸出電壓，一般把這個(gè)最小的輸出電壓稱為零點(diǎn)剩余電壓，假設(shè)零點(diǎn)剩余電壓過(guò)大，會(huì)使靈敏度下降，非線性誤差增大，甚至造成放大器末級(jí)趨于飽和，致使儀器電路不能正常工作。造成零殘電壓的緣由，總的來(lái)說(shuō)，是兩電感線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱造成的。包括差動(dòng)變壓器二只次級(jí)線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱，初級(jí)線圈的縱向排列的不B－H特性的非線性等。((MM)U1 2 iR22L2U0P

表示,L、PPR為初級(jí)線圈電感和損耗電阻，Ui、ω為鼓舞電壓和頻率，M、M為初級(jí)與兩次級(jí)間互感系數(shù)，由關(guān)系式可以看P 1 2出，當(dāng)時(shí)級(jí)線圈鼓舞頻率太低時(shí)，假設(shè)R2＞ω2L2，則輸出電壓Uo受頻率變動(dòng)影響較大，且靈敏度較低，只有當(dāng)ωP P2L2＞＞R2Uo與ω?zé)o關(guān)，固然ω過(guò)高會(huì)使線圈寄生電容增大，對(duì)性能穩(wěn)定不利。P P三、需用器件與單元：差動(dòng)變壓器試驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙線示波器、差動(dòng)變壓器、示波器，音頻信號(hào)源。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟：第一局部根本特性試驗(yàn)：1、將差動(dòng)變壓器及測(cè)微頭按裝在差動(dòng)變壓器試驗(yàn)?zāi)０迳稀?、將傳感器引線插頭插入試驗(yàn)?zāi)０宓牟遄?，在模塊上按圖4-1接線，音頻振蕩器信號(hào)必需從主控箱中的音頻〔正相或反相可用主控箱的頻率計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)Vp-p=2V〔可用示波器監(jiān)測(cè)。3、旋動(dòng)測(cè)微頭，使示波器其次通道顯示的波形峰峰值Vp-p為最小，這時(shí)可以左右位移，假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，另一個(gè)方向?yàn)樨?fù)位移，從Vp-p最小開(kāi)頭旋動(dòng)測(cè)微頭，每0.2mmVp-p值，填入下4-1，再?gòu)腣p-p最小處反向位移做試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中，留意左、右位移時(shí)，初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。圖4-1 雙蹤示波器與差動(dòng)變壓器連接示意圖 圖4-2 零點(diǎn)剩余電壓補(bǔ)償電路之一V(mv)X(mm)4－1差動(dòng)變壓器位移XV(mv)X(mm)4、其次局部：零點(diǎn)剩余電壓的測(cè)定和補(bǔ)償14－2為電橋單元中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。2V峰-峰值。2、調(diào)整測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。Rw1、Rw2，使輸出電壓降至最小。4、將其次通道的靈敏度提高，觀看零點(diǎn)剩余電壓的波形，留意與鼓舞電壓相比較?！卜?峰值〔注：這時(shí)的零點(diǎn)剩余電壓是經(jīng)放大后的零點(diǎn)剩余Vp-p/K，K〕*第三局部〔選做〕鼓舞頻率對(duì)變壓器特性的影響1、將差動(dòng)變壓器裝在差動(dòng)變壓器試驗(yàn)?zāi)０迳稀?4-2連接好線。3、選擇音頻信號(hào)輸出頻率為1KH〔從正相或反向〕輸出〔可用主控箱的頻率計(jì)顯示頻率〕移動(dòng)鐵芯至間位置即輸出信號(hào)最小時(shí)的位置，調(diào)整R 、R 使輸出變得更小。w1 w24、用示波器監(jiān)視其次通道，旋動(dòng)測(cè)微頭，向左〔或右〕2.50mm處，有較大的輸出。將測(cè)4-2。f(Hz)1KHz2KHz3KHz4KHz5KHz6KHz7KHz8KHz9KHz4f(Hz)1KHz2KHz3KHz4KHz5KHz6KHz7KHz8KHz9KHz6、作出幅頻特性曲線。五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：1Vp-p2V，不能太大，否則差動(dòng)變壓器發(fā)熱嚴(yán)峻，影響其性能，甚至燒毀線圈。2L2、L3線圈旁邊的“*”表示兩線圈的同名端。3六、思考題：1、用差動(dòng)變壓器測(cè)量較高頻率的振幅，例如1KHz的振動(dòng)幅值，可以嗎？差動(dòng)變壓器測(cè)量頻率的上限受什么影響？試分析差動(dòng)變壓器與一般電源變壓器的異同？3、請(qǐng)分析經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的零點(diǎn)剩余電壓波形。44-3所示的電路，請(qǐng)分析原理。5*、提高鼓舞頻率有哪些優(yōu)點(diǎn)？但是過(guò)高的鼓舞頻率又會(huì)帶來(lái)哪些不利因素？應(yīng)怎樣確定鼓舞頻率。6*、假設(shè)用差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量振動(dòng)，測(cè)量的頻率受什么限制？七、試驗(yàn)報(bào)告要求：

圖4-3 零點(diǎn)剩余電壓補(bǔ)償電路之二1、依據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪制出測(cè)微頭左移和右移時(shí)傳感器的特性曲線。2、分析產(chǎn)生非線性誤差的緣由。3、分析產(chǎn)生零點(diǎn)剩余電壓的緣由，對(duì)差動(dòng)變壓器的性能有哪些不利影響。用哪些方法可以減小零點(diǎn)剩余電壓。4、歸納總結(jié)前兩種補(bǔ)償電路的優(yōu)缺點(diǎn)。試驗(yàn)五Pt100熱電阻測(cè)溫試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娮璧奶匦耘c應(yīng)用。二、根本原理：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化這一特性，熱電阻用于測(cè)量時(shí)，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，而穩(wěn)定，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。常用鉑電阻和銅電阻，鉑電阻在0－630.74℃以內(nèi)，電阻Rt與溫度t的關(guān)系為： Rt=Ro(1+At+Bt2)Ro0Ro＝100℃。＝3.968410－2B＝－5.84710－／℃2，鉑電阻內(nèi)部引線三、需用器件與單元：P熱電阻〔溫度模塊上、1A恒流源、溫度把握單元〔溫控器、溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)０濉?shù)顯單元、萬(wàn)用表。t100四、試驗(yàn)步驟：圖5-1 Pt100熱電阻測(cè)溫試驗(yàn)接線圖1、將溫度模塊中的試驗(yàn)Pt100a、b間，把b、c連接起來(lái)，這樣，R1、R3、R4、Rw1、Pt100就組成了一Rw2逆時(shí)針旋到底〔增益最小。15VVoRw3使差動(dòng)放大器的輸出為零。a與地之間加+5V11-1將電橋的輸出與差動(dòng)放大器相連，溫SV窗口設(shè)定為50C〔2Rw1使電橋平衡，即使差放的輸出為零。4、在500C的根底上，以后每隔50C設(shè)定一次，即Δt=50C，讀取數(shù)顯表值，將結(jié)果填入下表。T〔℃〕V(mV)5T〔℃〕V(mV)5、依據(jù)上表計(jì)算Pt100的非線性誤差。五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：120℃以上，否則將可能損壞加熱器。六、思考題：如何依據(jù)測(cè)溫范圍和精度要求選用熱電阻？七、試驗(yàn)報(bào)告要求：1、依據(jù)試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，做出傳感器的特性曲線，并利用最小二乘法做出擬合直線，計(jì)算該傳感器得非線性誤差。2Pt100試驗(yàn)六集成溫度傳感器的特性一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私獬Ｓ玫募蓽囟葌鞲衅鞲驹?、性能與應(yīng)用。二、根本原理：集成溫度傳器將溫敏晶體管與相應(yīng)的關(guān)心電路集成在同一芯片上，它能直接給出正比于確定溫度的抱負(fù)線性輸出，一般用于－50℃－＋150℃之間測(cè)量，溫敏晶體管是利用管子的集電極電流恒定時(shí)，晶體管U電壓生產(chǎn)時(shí)的離散性、均承受了特別的差分電bAD590。它只需要一種電源〔＋4V－＋30V。即可實(shí)現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻〔R2〕即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。它使用便利且電流型比電壓型的測(cè)量精度更高。三、需用器件與單元：溫度把握器、加熱源、溫度模塊、數(shù)顯單元、萬(wàn)用表。四、試驗(yàn)步驟：1、將主控箱上總電源關(guān)閉，把主控箱中溫度檢測(cè)與把握單元中的恒流加熱電源輸出與溫度模塊中的恒流輸入連接起來(lái)。2、將溫度模塊中的溫控Pt100與主控箱的Pt100輸入連接起來(lái)。3AD590、b上〔正端接bbd連接起來(lái)。4、將主控箱的+5Va和地之間。5d和地與主控箱的電壓表輸入端相連〔1K電阻兩端的電壓。6SV窗口設(shè)定為500C〔2，以后每隔50C設(shè)定一次，即Δt=50C，讀取數(shù)顯表值，將結(jié)果填入下表。 TT〔℃〕V(mV)五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：120℃以上，否則將可能損壞加熱器。2AD590AD590。PN結(jié)的正向電壓與溫度之間具有較好的線性關(guān)系，因此就有溫敏二極50℃－100℃之間，作溫度特性，然后與集成溫度傳感器一樣區(qū)間的溫度特性進(jìn)展比較，從線性看溫度傳感器線性優(yōu)于溫敏二極管，請(qǐng)說(shuō)明理由。七、試驗(yàn)報(bào)告要求：1、簡(jiǎn)潔說(shuō)明AD590的根本原理，爭(zhēng)論電流輸出型和電壓輸出型集成溫度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。2、總結(jié)試驗(yàn)后的收獲、體會(huì)。試驗(yàn)七直流鼓舞時(shí)霍爾傳感器位移特性試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、根本原理：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。具有這種效應(yīng)的元件成為霍爾元件，依據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)U＝KIB，當(dāng)保持霍爾H H元件的把握電流恒定，而使霍爾元件在一個(gè)均勻梯度的磁場(chǎng)中沿水平方向移動(dòng)，則輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)為UH

kx，式中k—位移傳感器的靈敏度。這樣它就可以用來(lái)測(cè)量位移?；魻栯妱?dòng)勢(shì)的極性表示了元件的方向。磁場(chǎng)梯度越大，靈敏度越高；磁場(chǎng)梯度越均勻，輸出線性度就越好。三、需用器件與單元：霍爾傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、霍爾傳感器、?5V直流電源、測(cè)微頭、數(shù)顯單元。四、試驗(yàn)步驟：1、將霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器試驗(yàn)?zāi)K上，將傳感器引線插頭插入試驗(yàn)?zāi)０宓牟遄校囼?yàn)板的連接線7-1進(jìn)展。1、3為電源±5V，2、4為輸出。2、開(kāi)啟電源，調(diào)整測(cè)微頭使霍爾片大致在磁鐵中間位置，再調(diào)整Rw1使數(shù)顯表指示為零。圖7-1 直流鼓舞時(shí)霍爾傳感器位移試驗(yàn)接線圖X〔mm〕V(mv)3、測(cè)微頭往軸向方向推動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)0.2mm登記一個(gè)讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表7-1X〔mm〕V(mv)V-X曲線，計(jì)算不同線性范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：1、對(duì)傳感器要輕拿輕放，絕不行掉到地上。2、不要將霍爾傳感器的鼓舞電壓錯(cuò)接成±15V，否則將可能燒毀霍爾元件。六、思考題：本試驗(yàn)中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的時(shí)什么量的變化？七、試驗(yàn)報(bào)告要求：1、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)所得得試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出傳感器的特性曲線。2、歸納總結(jié)霍爾元件的誤差主要有哪幾種，各自的產(chǎn)生緣由是什么，應(yīng)怎樣進(jìn)展補(bǔ)償。1試驗(yàn)箱溫度把握簡(jiǎn)要原理ALM2ALM2，內(nèi)部繼電器閉合，溫1AALM2模塊停頓加熱，但由于溫度的慣性比較大，因此當(dāng)溫度模塊停頓加熱后，仍有確定的向上的沖量。附錄2 溫度把握器使用說(shuō)明1、儀表通電顯示窗先顯示PV窗輸出代碼、SV窗輸入代碼，后顯示PV窗量程上限、SV窗量程下限〔N型顯示PV窗Jd——、SV2023PVSVSVPVALM2PVSVALM1SET鍵0.5SET0.5SET3B〔見(jiàn)操作流程表SET0.515內(nèi)無(wú)鍵按下〔該窗內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)無(wú)效〕自動(dòng)進(jìn)入的工作狀態(tài)。10%以上時(shí)，儀表仍顯示―――，并切斷主控輸出；當(dāng)輸入信號(hào)略小于量程下限時(shí)，儀表顯示―――。3、各參數(shù)功能：面板功能：SET：功能鍵；PV：當(dāng)前測(cè)量值；SV：主控設(shè)定值；OUT：主控輸出指示ALM1：ALM1；ALM2：ALM2；AT：自整定指示向左箭號(hào)：移位鍵；向下箭號(hào)：減鍵；向上箭號(hào)：加鍵選作試驗(yàn)試驗(yàn)八光電二極管和光敏電阻的特性爭(zhēng)論二、根本原理：光電二極管：+5RPN結(jié)安裝在管的頂部，便于PN結(jié)的面積比一般二極管要大。為了光電轉(zhuǎn)換效率高，PN結(jié)的深度比一般二極管淺。光電二極管可工作在兩種狀態(tài)。大多數(shù)狀況下工作在反向偏壓狀態(tài)。在這種狀況下，當(dāng)無(wú)光照時(shí)，處于反偏的二極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)只有少數(shù)載流子PN結(jié)中，P型中的電〔少數(shù)載流子〕PN結(jié)上時(shí)，PN+5R擊，吸取其能量而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，使P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子濃度大大增加，在外加反偏電壓和內(nèi)電場(chǎng)的作用下，P區(qū)的少數(shù)載流子渡越阻擋層進(jìn)入N區(qū)，N區(qū)的少數(shù)載流 Vo結(jié)的反向電流大為增加，形成了光電流，反向電流隨光照強(qiáng)度增加而增加。另一種工作狀態(tài)是在光電二極管上不加電壓，利用PN結(jié)受光照強(qiáng)度增加而增加。N結(jié)受光照時(shí)產(chǎn)生正向電壓的原理，將其作為微型光電池用。這種工作狀態(tài)一般用作光電響應(yīng)速度快、精巧、結(jié)實(shí)、良好的溫度穩(wěn)定性和低工作電壓的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。圖為光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，Vo=IpR，Ip為光電流，R是反響電阻。光敏電阻：光敏電阻是利用光的入射引起半導(dǎo)體電阻的變化來(lái)進(jìn)展工作的。光敏電阻的工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)：在無(wú)光照時(shí)，光敏電阻具有很高的阻值；在有光照時(shí)，當(dāng)光電子的能量大于材料禁帶寬度，價(jià)帶中的電子吸取光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，激發(fā)出可以導(dǎo)電的電子—空穴對(duì)，使電阻降低，光線愈強(qiáng)，激發(fā)出的電子—空穴對(duì)越多，電阻值〔CdS硒化鎘CdSe、硫化鉛〔PbS〕銻化銦InSb〕等。由于光導(dǎo)效應(yīng)只限于光照外表的薄層，所以一般都把半導(dǎo)體材料制成薄膜，并賜予適當(dāng)?shù)碾娮柚担姌O構(gòu)造通常做成梳形，這樣，光敏電阻與電極之間的距離短，載流子通過(guò)電極的時(shí)間T少，而材料的載流子壽命又較長(zhǎng)，c cG，從而獲得很高的靈敏度。光敏電阻具有靈敏度高，光譜響應(yīng)范圍寬，重量輕，機(jī)械強(qiáng)R三、試驗(yàn)器件與單元：光電模塊，主控箱，萬(wàn)用表，0~20mA恒流源。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟：10~20mA恒流源調(diào)整到最小。20~20mALED光源。2mA記錄一次，填入以下相應(yīng)的表格，光電二極管的強(qiáng)度指示在光電模塊的右邊數(shù)顯上。、光敏電阻試驗(yàn)：由于光敏電阻光較弱時(shí)變化較大，所以在0~2mA之間，每隔0.5mA記錄一次，以后每隔2mA做一次試驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)填入以下相應(yīng)表格。光敏電阻的大小用萬(wàn)用表測(cè)量光電模塊上的光敏電阻輸出端。I〔I〔mA〕V(mv)光敏電阻：II〔mA〕R五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：六、思考題：1、當(dāng)將硅光電池作為光探測(cè)器時(shí)應(yīng)留意那些問(wèn)題？2、爭(zhēng)論光敏電阻主要應(yīng)用在什么場(chǎng)合。七、試驗(yàn)報(bào)告要求：1、依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出光敏電阻和硅光電池的特性曲線圖。2、簡(jiǎn)述光敏電阻和硅光電池的根本特性。直線擬合方法簡(jiǎn)介 習(xí) 題 與 思 考 題 試述傳感器的定義和組成，傳感器由哪幾種分類方法，各有和特點(diǎn)？衡量傳感器的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性的重要指標(biāo)有哪些？它們是如何定義的？dQ某玻璃水銀溫度計(jì)微分方程式為4 0

2103Q

〔Q〔℃，dt 0 i 0 i試確定該溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度系數(shù)。某壓電式加速度計(jì)動(dòng)態(tài)特性可用下述微分方程描述dq2

3.0103dq2.251010q11.01010a d2t dt〔pCa〔m/20K的值。5%50Hz正弦信號(hào)的測(cè)試，這時(shí)的幅值誤差和相角差為多大？某二階系統(tǒng)傳感器的固有頻率ξ傳感器的工作頻率范圍；一熱電偶的時(shí)間常數(shù)